Цифро-аналоговый преобразователь на TDA1540 — Часть 4

Шумы

Было обнаружена одна деталь: если на цифровом плеере убрать громкость на минимум, а на усилителе поставить на максимум — чуть слышны цифровые шумы. Или лезут не полностью отфильтрованные шумы дискретизации на выходе, или не совсем точная информация младших битов с ПЛИС. Вчера пытался выяснить что к чему, менял несколько прошивок, выслушивал, так и не разобрался до конца. Если громкость на цифровом плеере или музыкальном ПК выставлена на максимум, как и должно быть, тогда все нормально и шумов не слышно.

В сделанном для друга ДАК -е на микросхеме TDA-1540 стоят очень хорошие детали. По ширине звуковой сцены и детальности он значительно переигрывает мой макетный вариант с ТДА-1540. В моем макете при 5 % громкости цифрового входного сигнала шумов почти не слышно. Если громкость в усилителе поставить на максимум, они теряются на фоне недостаточно отфильтрованного напряжения питания операционных усилителей и других шумов.

Выход после преобразования ток/напряжение: пассивный фильтр первого порядка.

Если громкость на самом музыкальном ПК стоит на максимуме или подключая CD транспорт, у которого цифровой выход не регулируется, а только передаются фактически считанные данные — тогда все прекрасно, даже в паузах никаких шумов не слышно. Если уменьшить громкость на CD плеере до 20 %, а на усилителе увеличить до 80 % — слышны характерные цифровые шумы недофильтрованости. Причины могут быть следующими:

• Пролезает недофильтрованный цифровой (от шумов дискретизации) сигнал на аналоговый выход (у меня стоит только LC фильтр первого порядка);
• CD плеер регулирует громкость так, что информация переносится на два младших бита, которые в TDA-1540 отсутствуют. Следовательно — данные теряются и возникают характерные цифровые искажения.

Раньше подобные шумы были в экспериментах с фильтрами Philips, по причине разводки земель — цифровые шумы лезли в аналоговый тракт. Сколько раньше выслушивал у себя и не у себя, от музыкальных ПК и от CD транспортов, вопросов не возникало. Мне трудно понять, в чем причина, нужно будет разобраться.

• Если причина шумов в недофильтрованности аналогового сигнала на выходе — перерабатывать выход и ставить туда активный фильтр я не планирую. Звук активного фильтра мне не нравится — теряется очень много из: деталей, расширения, сцены;
• Если проблема в программном плеере — по заветам слушания музыки с музыкального ПК, стоит выставить громкость на программном плеере на максимум, чтобы данные НЕ регулировались и не искажались;
• Если причина в 14-ти битах и реализации ДАК -а с достаточно хорошими деталями, которые явно увеличивают расширение ДАК, здесь уже сколько бит есть — не добавить.

В общем звук меня целиком и полностью устраивает. Субъективно ДАК с музыкальным ПК переигрывал топовые CD плееры Philips, Loeve, даже с правильными апгрейдами и деталями, без ЦФ — но с родными фильтрами на выходе. Скоро мне пришлют CD плеер Revox B-225 для апгрейда. Интересно будет послушать и сравнить (с родным транспортом) со звучанием моего ДАК.

Проверка платы

Взял плату на работу, подключил к S/PDIF выходу компьютера, посмотрел осциллографом сигналы, оценил параметры. При частоте сигнала 44.1 кГц частота сигнала BCK на выходе приемника S PDIF, как и написано в даташите — 2,8224 МГц. То есть период тактовых импульсов — 354 nc, продолжительность — 177 nc. ПЛИС вносит максимальную задержку в прохождении сигнала (при переключении триггера) — 5 nc. С такой работой схемы, таймингами, достоверность информации на выходе гарантирована, все должно быть хорошо с 35 кратным запасом.

Сгенерировал тестовые VAW файлы с определенной информацией и предал их на плату, проверив, что будет на выходах DATA и SCK, которые подаются на микросхему TDA-1540. Все вполне соответствует данным, сгенерированным в файл, то есть можно гарантировать, то — что все любят называть громким словом битперфект. Со всеми Ишим таймингами, уровнями, данным все нормально. Перечитал для надежности несколько раз даташит на микросхему ТДА-1540, 7030, Philips 204. Сигналы, которые приходят на TDA-1540 вполне в норме.

Когда я только делал вариант прошивки для ПЛИС, проверял ее на тестовых сигналах с микроконтроллера. Теперь проверил на битверфект и тайминги на реальном сигнале S/PDIF. Было бы конечно хорошо взять или осциллограф домой, или ДАК на работу, подать тестовую синусоиду и посмотреть какая форма сигнала будет на ДАК. Затем уменьшить громкость в программе плеера и посмотреть на ее изменение. Но везти ДАК на работу или осциллограф домой хлопотно.

Аббас = Дима из Балашихи покупал плату и делал ДАК, но результат не знаю, вроде получилось. У Александра есть еще идеи с TDA-1540, до чего китайцы пока не добрались, но он сам расскажет! Ну и ДАК -и покажет, с лампами. А я уже нашел ссылку! Это Taobao, известная китайская барахолка! Подсказали, что эта конструкция торгуется по частям, плату с ЦФ и ПЛИС -кой можно купить отдельно.

Вниманию любителей плееров на ТДА-1540

• Приемник S/PDIF выполнен на микросхеме цифрового приемника CS8416;
• Конвертор I2S для TDA-1540 выполнен на музыкальном ПЛИС ALTERA EPM240T100C5N;
• Входной сигнал: 44,100 – 192 кГц, Разрядность 16 – 24 бит;
• Тип работы логики ПЛИС — полностью синхронный.

Кто боится ПЛИС — возможно на выход сигнала LAT поставить синхронный реклокинг — тем самым все влияния ПЛИС на звук снимется.

При использовании с классным транспортом CD – мое решение переигрывает классические ТОП CD плееры на ТДА-1540 типа Philips-100, REVOX-255, Loeve-9009, Marantz-74.

Вариант классного транспорта – музыкальный ПК. Думаю, есть и достойные CD транспорты. Но CD транспорты имеют существенный недостаток — оптическое считывание и привязку аудио потока к механическим процессам. Правильный музыкальный ПК, который каждый трек считывает в ОЗУ, а потом выводит через правильную звуковую карту – избавлен механических недостатков CD транспортов. А если еще сделать музыкальному ПК линейный блок питания и ламповый клок для тактирования звуковой карты, будет — супер!

В последнее время ДАК -ом интересуется много людей, не взирая на 14 бит и мнения форумов. Я считаю, что применение микросхемы TDA-1540 для ДАК –а путь интересный и правильный.

Плата цифрового входа S/PDIF -> на вход микросхемы ТДА1540. Цена — 35$ + пересылка.

Параллельное включение ТДА-1540

RSD = На Ваших фото видно, что микросхем TDA-1540 стоит по 4 шт., это значит, что у платы с ПЛИС -кой есть балансные выходы?

Нет. Там только обычные выходы и параллельное подключение двух пар ТДА-1540. Аналогично, как и в Grundig CD-9009 две ТДА1541. Гипотетически можно вывести и два дополнительных сигнала «Дата» для возможности инвертировать сигнал одной TDA-1540. Но что из этого получится — не ясно. Я еще не пробовал и пока на это не имею времени. В ТДА-1540 на выходе есть постоянный ток + на сколько одинаковая шкала вверх и вниз при такой структуре микросхемы ДАК + еще много вопросов. А разница между двумя TDA-1540 и четырьмя ТДА-1540, значительная — растет линейность, монотонность и т.д. На слух — звук ровнее, живее, натуральнее, более наполнен и более динамичный.

RSD = А больше 2-х параллельных TDA-1540 не пробовали включать? И ещё, Вы комп по S/Pdif к своему ЦАП -у подключали? Я так понял, что с компом ДАК по S/Pdif соединяется.

Больше не пробовал. Нет особого смысла, хотя многие ставили и больше, например: ACCUPHASE DC-91 — 16 x PCM63P-K – SM5842AP, ACCUPHASE DC-61 — 12 x PCM1702U – SM5843AP – CS8412-CP.

Включение микросхем ДАК -а параллельно имеет свои плюсы и минусы. TDA-1540 имеет только 14 бит. Использования двух микросхем на канал, а не одной — один из ограниченного количества способов увеличить детальность, расширение и сцену за счет увеличения энергии выходного аналогового сигнала. Это как включение параллельно ламп в однотактных усилителях — параметры не совсем совпадают…

Имеем плюсы и минусы. Когда параллельно стоят всего две микросхемы ТДА-1540, будет одна комбинация несовпадение параметров. Если параллельно будет стоять 4 микросхемы — комбинаций разных параметров будет уже 12.

При параллельном включении бит так и остается — 14. У меня есть целиком обдуманная идея попробовать сделать на 2-х микросхемах TDA-1540 макет 24-х битного ДАК -а. Я знаю, как сделать цифровую часть и приблизительно знаю варианты реализации аналоговой части с суммированием аналогового сигнала с весовыми коэффициентами. Но, это не быстрый проект — через год.

Основной транспорт у меня — музыкальный ПК. Для сравнения по звуку есть CD транспорт AKAI CD-79, были другие транспорты: Arcam Delta 170, Arcam Delta 250 и т.д. Музыкальный ПК их радикально обыгрывает. Прикладываю фото собранного мною для друга музыкального ПК со звуковой картой RME 96/8, аналоговым блоком питания и ламповым клоком.

RSD = Вы комп по S/Pdif к своему ДАК -у подключали?

Да, вход — коаксиальный 44.1 — 192 кГц 16-24 бит. Выход — подключения двух микросхем ТДА-1540.

cOsmOs = Александр, вот бы вам совместить эзотерику Аббаса, его наработки в этом плане по работе с TDA-1540, а также ваши наработки в одном флаконе, было бы, наверное — чудо. Я, если честно, влюблен в звучание своего Philips CD-200. По большому счету, меня в нем многое устраивает, нравится его разноплановость в жанрах. Я тяжелый металл не слушаю, и глубоко в классику не лезу, остальное он отыгрывает вполне. Если эти микросхемы заставить петь в сто крат лучше, цены бы такому ДАК -у не было.